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PocketBeagle药物分配器开源分享
张杰
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描述
介绍
在学期开始时，我的 ENGI 301 班被分配了一个项目。当我们超出预期和评分以及所有有趣的事情时，一个想法闪过我的脑海：“我今天早上吃药了吗？” 那时我知道我的项目会是什么。我和许多其他人一样，每天服用药物。担心您是否服用了药片，或者是否服用了适量的药片，可能会分散注意力：请参阅我在课堂上的经历。所以我决定做一个项目来确保你服用你的药片，并提醒你是否服用过它们。
概述
PocketBeagle 药物分配器由一个激光切割的木箱组成，里面装有一条传送带，上面有七个药盒（一周中的每一天一个）。前面有一个切出的分配区域，侧面有一个 IR 断梁系统。当您将手伸入分配区域（并断开红外光束）时，伺服电机将向前移动传送带并将药盒中的内容物放入您的手中。该系统仅在今天未分配药片的情况下才会分配药片。一旦所有的药丸都被分配了，它会自动倒带以便于重新填充。
功能性
当你把手伸进去时，传送带向前移动。如果您在 10 秒后再次执行此操作，传送带将再次向前移动。
如果您在上次尝试后 10 秒内尝试伸手，则安全带不会移动，并且您会在显示屏上看到一条消息：“您已经服用了今天的剂量。”
当所有 7 个盒子都被清空后，显示屏将显示“Time to refill!”，然后传送带将向后移动，直到盒子回到起始位置。
如果您没有在 1 分钟内到达，则会弹出一条消息，提醒您服药：
硬件
传送带_
为了制作传送带，我剪下了一段 24 英寸以上几英寸的棘轮带。然后我把它绕成环，这样折叠成一个环时的长度是 12 英寸，然后用超级胶水把重叠的末端粘起来。
安装传送带后，我 3D 打印了 7 个药盒。我将魔术贴条贴在盒子的底部，并在传送带上放了更多的魔术贴条。这些是隔开的，这样盒子就可以紧密地结合在一起，每个盒子之间大约有 1/10 英寸到 1/4 英寸。
注意：我首先尝试使用实际的传送带材料，但它太僵硬了。即使通过在前销钉上添加橡皮筋并在内部放置热胶条来增加摩擦力，当销钉转动时它也不会移动。它也不会伸展到足以平放的程度。另一方面，棘轮带很轻，不需要很大的力就可以拉紧。
盒子
为了制作盒子，我使用Makercase为带有手指关节的开顶盒子创建了一个 .SVG 文件。然后我在 Illustrator 中修改了文件，为销钉添加了孔，并为伺服电机添加了切口。前片还切出了一个矩形用于显示。我将 .ai 文件发送到激光切割机，从 1/8 英寸厚的胶合板上切割出盒子的侧面。（注意：如果两侧松散地结合在一起，您可能不得不使用切口设置。）
伺服电机的安装方法是使用无绳电钻钻 4 个导向孔，在电机孔的角落周围使用 1/8” 钻头，然后拧入 #2 ¾” 螺钉。
将销钉强力粘合到圆形轴附件上，然后涂上一圈热胶。
红外发射器和接收器用双面胶带安装在盒子正面的内侧。它们被贴在距离盒子底部 3 英寸的地方。
显示器安装在前面的一块木头上，类似于电机，用 #1 ½” 螺丝。（由于接线引起的间距问题，前部件留在了盒子外面。）每个螺钉分别用#2 或#1 六角螺母从内部盖住。
电子产品
该项目使用 PocketBeagle 运行代码部分中的 Python 代码。PocketBeagle 连接到伺服电机、IR 发射器和接收器以及 LCD 显示器。它通过 microUSB 转 USB 电缆从计算机供电。接线如下：
伺服：
Pocketbeagle 上的棕色 (gnd) 到 gnd
红色 (5V) 到红色鳄鱼夹（还有黑色鳄鱼夹到接地）
橙色（信号）到 P1_36
注意：伺服可以由 5V 电源轨供电，但有时会导致系统过载并导致 PocketBeagle 关闭。正因为如此，我使用了一个以鳄鱼夹结尾的 5V 壁式插座电源（就像这个）。
展示：
显示器上的引脚 1 -> GND
引脚 2 -> 5V
引脚 3 -> 电位器中间引脚
引脚 4 -> P1_2
引脚 5 -> GND
引脚 6 -> P1_4
引脚 11 -> P2_18
引脚 12 -> P2_20
引脚 13 -> P2_22
引脚 14 -> P2_24
引脚 16、17 或 18 -> GND（切换引脚决定显示哪种颜色的背光）
对于 IR 发射器和接收器，他们每个人都需要自己的面包板。每个面包板都有来自 Pocketbeagle 的 5V 电源和 GND。发射器的电路有一个 270 欧姆的电阻器，接收器使用两个 68k 欧姆的电阻器，设置如下图所示：
软件
这个项目由 PocketBeagle 提供支持，它运行在一个 Python 文件上，链接在这里。更多关于代码的讨论可以在我的Github 存储库的自述文件中找到。
未来的工作
首先，需要清理线路。目前，电线很乱，很难追踪每根电线的确切位置。现在需要三个面包板，这会阻止它安装在盒子里。此外，显示器的接线占用了太多的内部空间，无法将其安装到前面。理想情况下，如果将布线变成PCB，它将大大减少所需的空间，并且所有部件都可以装在盒子里。
盒子的间距是另一个问题。由于 Velcro 粘在传送带上，因此无法移动。此外，带子经常卡在两端相互折叠的地方。因此，在重新填充后，盒子并不总是排在同一位置 - 有时其中一个盒子仍然在底部。最好通过更改 moveFwd 和 moveBack 函数以运行更准确的间隔来解决此问题。
IR 组件也可以通过添加盖子或防止它们受到环境光影响的东西来改进。这样，不必在每个环境中更改被视为“被阻止”的阈值。
最后，另一个改进将是改变剂量之间时间量的能力。代码当前设置为“天”为 10 秒，而药丸提醒消息显示为 60 秒。让用户设置间隔而不必进入代码会很好。由于这可能需要某种 UI，因此这可能是一个更进一步的想法。
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